據(jù)《3D打印商情》小編了解，作者N.E. Gorji、R.O'Connor和D. Brabazon最近在《metal powders （金屬粉末）》上發(fā)表了一篇題為“XPS, XRD, and SEM characterization of the virgin and recycled metallic powders for 3D printing applications（用于3D打印的原始和再生金屬粉末的XPS，XRD和SEM表征）”的論文。論文稱，研究人員對(duì)選擇性激光熔煉用316 L不銹鋼粉末的表面和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征?；厥蘸蟮姆垠w可顯著降低粉體的消耗、生產(chǎn)成本和時(shí)間。采用X射線光電子能譜(XPS)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和流變學(xué)等方法，對(duì)原始粉末和未粘在印刷件上但在粉末床上回收的鋼粉進(jìn)行了X射線光電子能譜(XPS)、X射線衍射(XRD)和流變學(xué)分析。結(jié)果表明，在制備過程中，再生粉末表面的氧含量增加，金屬氧化物擴(kuò)散到粉末顆粒表面。盡管如此，這些變化并不顯著，有望在幾個(gè)循環(huán)中實(shí)現(xiàn)可回收粉體的可重復(fù)使用性。研究人員觀察到回收粉末的相態(tài)沒有變化。進(jìn)行進(jìn)一步的表征，以測(cè)量原始粉末和再生粉末的化學(xué)成分和形貌，并將它們與打印零件的力學(xué)性能聯(lián)系起來。這些特性使粉末再利用在不降低最終零件的力學(xué)性能的情況下，延長(zhǎng)了粉末的重復(fù)使用周期，并減少了制造時(shí)間和成本。
回收利用仍然是3D打印領(lǐng)域一個(gè)持續(xù)討論的話題，因?yàn)榇罅康牟牧媳幌?，之后由于缺陷或其他結(jié)構(gòu)問題而被丟棄。顯然，這個(gè)行業(yè)試圖盡可能多地重復(fù)使用材料，減少制造工藝的流程，提升質(zhì)量、性能和功能等。
SEM圖像取自原始（左）和回收（右）粉末。
回收粉末的SEM圖像（20μm和10μm變焦）表示細(xì)長(zhǎng)顆粒，表面上的衛(wèi)星、飛濺物、粘合顆粒和不規(guī)則形狀的顆粒。
在這項(xiàng)研究中，作者使用原始原料和回收不銹鋼316L進(jìn)行選擇性激光熔化工藝。研究人員使用X射線光電子能譜（XPS）、掃描電鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）和流變學(xué)分析來等手段對(duì)兩種粉末的表面和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。除了檢查和比較兩種類型的粉末外，研究人員還考慮使用原始粉末作為添加劑，如果回收粉末需要進(jìn)一步的機(jī)械強(qiáng)度的話。
為兩者提供表征研究以確保它們是可再現(xiàn)的，SEM結(jié)果顯示，SLM工藝后粉末略有不同，回收粉末表面上有更多衛(wèi)星，污染更多。在再循環(huán)粉末中也發(fā)現(xiàn)了粘合的顆粒，其中有一些變形的顆粒。
“在回收粉末中觀察到了幾個(gè)特征，例如細(xì)長(zhǎng)顆粒、表面衛(wèi)星、飛濺物、粘合顆粒和不規(guī)則形狀的顆粒?！毖芯咳藛T說，“總的來說，回收粉末的形態(tài)變化微不足道。然而，XPS表征可以更好地揭示粉末表面上各種元素的存在，特別是在回收粉末上?！?/span>
對(duì)原始粉末（上）和回收粉末（下）的XPS測(cè)量。
原始粉末和回收粉末的XRD分析。
XPS測(cè)量的氧含量從27.04％增加到34.19％，吸收取決于粉末的產(chǎn)量。碳含量從56％減少到45.55％，這可能是由于金屬氧化物在表面的支配作作所致。研究人員指出，一些對(duì)氧具有更強(qiáng)電負(fù)性的金屬粉末可能會(huì)擴(kuò)散到粉末的外表面，從而在SLM過程中吸收氧氣。
“表面存在重金屬，如Ge（5.22％）和Sb（2.86％），這令人驚訝，還需要進(jìn)一步檢查?！毖芯咳藛T表示，他們建議在五個(gè)周期后將原始粉末與重復(fù)使用的粉末混合。
“SEM圖像顯示，更多的衛(wèi)星使用回收粉末，XPS測(cè)量顯示金屬氧化物的表面也略微增加。研究人員總結(jié)說，氧氣在表面上的增量最多，從27.04％增加到34.19％?！癤RD結(jié)果表明，與原始粉末相比，回收奧氏體不銹鋼的相位沒有變化。再循環(huán)粉末上沒有額外的鐵素體BCC峰，表明SLM工藝后的污染和相變較低。 ”
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